发动机制造：雄起的中国航空
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打造中国航空发动机叶片“金钟罩”
前几日，北航校长的这个视频在朋友圈刷屏，笔者为中国大飞机制造点赞，同时，认真、仔细、繁复的去看这个视频，可以发现很多很多知识。我们先看看为什么要做大飞机。
中国为什么要做大飞机
未来的20年，中国至少需要5000到6000架大飞机。花多少钱来买？大概需要一万亿美元，可以把空客和波音两个公司按照现在股票市场的市值买四次。泱泱大国总不能一直买别人的吧，所以，我们自己做。
做大飞机有多难？比做歼20还难？
2006年2月开始立项，2015年11月总装下线，2017年5月首飞，C919是中国第一架民航客机。
中国运20
大飞机不是随随便便就能做，之前全世界只有美国波音和欧洲空客可以制造。而中国在大型飞机领域从未有过长期、持续的高额投入，基于民航领域对安全的高要求，大飞机的研制存在技术壁垒。以至于运20都飞几年了，战斗机也已迭代到了歼20，大飞机还没造出来。
中国歼20
作为大飞机的心脏——航空发动机，便是最为核心、最难以制造的部件。
飞机心脏—航空发动机
全世界只有联合国五个常任理事国可以完整制造航空发动机。而C919所采用的发动机用的仍是外国心。而中国航空发动机长江-1000A、长江-2000未来将装配国产大飞机。
航空发动机制造难点
航空发动机
发动机最核心的核心是“一盘两片”（涡轮盘、导向叶片及工作叶片）的制造，要提高推力，最好的选择就是升温，于是就对材料和结构提出了更高的要求。
发动机叶片
中国航空发动机的突破
1.材料突破
发动机靠高温燃气冲击涡轮叶片，驱动转子高速旋转，燃气温度越高，做功越多。但是随着温度越来越高，涡轮叶片就难以承受，因此材料很重要。
金属材料在温度高的情况下强度会大幅降低，而镍基合金是在所用材料中随温度升高强度最稳定的合金，因此涡轮叶片采用的多是镍基合金。而据报道长江-1000A采用的是材料铼。虽然材料性质优异，但发动机温度达到1700℃，仍然存在熔化损伤的风险，为了保证使用，就需要对叶片进行处理。
2.空心结构叶片
将叶片做成多通道空心结构，可以使气体从中间通过，起到冷却的作用。
复杂内流道空心叶片
虽然国产发动机叶片当前还是采用铸造技术制造，但如此复杂的叶片采用传统的加工手段还是非常困难，而3D打印的优势恰恰是制作内部含有冷却流道的复杂结构，国外诸如西门子公司已经完成3D打印的镍基合金叶片燃气轮机测试。
选区激光熔化制作空心叶片
3.热障涂层
热障涂层是一层陶瓷涂层，它沉积在耐高温金属或超合金的表面，对于基底材料起到隔热作用，降低基底温度，使叶片)能在高温下运行，而将这层陶瓷包覆在叶片表面也是相当困难。北航校长徐惠彬院士团队将这一难关突破。
这种实验做一次就需要一年多的时间一万多个小时，过程实属不易，科研人最有体会。
于此，中国的航空发动机制造困难终于逐一克服，改进版本的长江-1000A发动机将装配未来国产929客机。
虽然当前C919用的尚不是中国心，但这并不影响称其为中国制造（波音、空客也常用国际供应商发动机），更不影响中国成为航空强国。截至去年，中国已经获得500多架的订单，未来可与空客和波音竞争。作为中国崛起的组成元素，在此为中国制造点赞。
相信终有一天，我们的国产大飞机也能用上中国心，同时相信，3D打印将做出重要贡献。
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原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：发动机制造：雄起的中国航空